EP1632084B1 - Impedance adapter for a high-bandwidth transmission channel of a copper-wired terminal system - Google Patents
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- EP1632084B1 EP1632084B1 EP04767252A EP04767252A EP1632084B1 EP 1632084 B1 EP1632084 B1 EP 1632084B1 EP 04767252 A EP04767252 A EP 04767252A EP 04767252 A EP04767252 A EP 04767252A EP 1632084 B1 EP1632084 B1 EP 1632084B1
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif adaptateur d'impédance du canal de transmission haut-débit d'une installation terminale cuivre.The present invention relates to an impedance adapter device of the high-speed transmission channel of a copper terminal installation.
L'invention se situe dans le domaine des transmissions haut-débit et trouve typiquement son application dans la transmission de services large bande délivrés vers une installation terminale cuivre ITC raccordée à un réseau d'accès.The invention lies in the field of broadband transmissions and typically finds application in the transmission of broadband services delivered to an ITC copper terminal installation connected to an access network.
Dans le contexte actuel de la montée en débit des transmissions, et de l'explosion des services sur Internet, de nombreux systèmes d'accès large bande ont été introduit chez les abonnés. Ces systèmes d'accès à haut-débit utilisent le câblage existant, c'est-à-dire le câblage sur paire de cuivre torsadée. Ainsi, les techniques de codage numérique de type x-DSL permettent de transporter sur les paires de cuivres existantes du réseau téléphonique analogique (RTC) ou numérique (RNIS) des débits importants assurant vis-à-vis des usagers des services de type Internet rapide ou audio visuels. On désigne par x-DSL tous les services haut-débit large bande regroupant toutes les familles technologiques telles que HDSL, SDSL, ADSL, VDSL, ADSL-Lite etc...In the current context of increasing transmission speeds and the explosion of Internet services, many broadband access systems have been introduced to subscribers. These high-speed access systems use existing wiring, that is twisted copper pair wiring. Thus, digital coding x-DSL type can transport on the existing copper pairs of the analog telephone network (RTC) or digital (ISDN) high speeds ensuring towards users of fast Internet type services. or visual audio. X-DSL denotes all broadband broadband services including all technology families such as HDSL, SDSL, ADSL, VDSL, ADSL-Lite etc ...
Cependant, ces systèmes x-DSL, qui permettent de véhiculer la voix et les données sur un même support, doivent pouvoir s'adapter aux différentes topologies de l'infrastructure terminale cuivre (sections d'extrémité de ligne en étoile, pont ou dérivation, leur longueur etc...), supporter toutes les variations dynamiques des caractéristiques de transmission et coexister avec les services bande étroite de type bande vocale (analogique ou RNIS).However, these x-DSL systems, which make it possible to convey voice and data on the same medium, must be able to adapt to the different topologies of the copper terminal infrastructure (end-of-line sections, bridge or shunt, their length etc ...), support all the dynamic variations of the transmission characteristics and coexist with narrow-band voiceband services (analogue or ISDN).
Cette exigence s'applique essentiellement pour les systèmes fonctionnant à très haute fréquence, typiquement dans une bande spectrale supérieure à 3 MHz. C'est le cas par exemple des systèmes VDSL dont le spectre fréquentiel est très large puisqu'il s'étale de 138kHz à 12 MHz. En effet, l'utilisation d'un canal de transmission dans une plage de fréquences élevées n'est pas sans conséquence sur la qualité de la liaison. La transmission dans la bande spectrale supérieure à 3 MHz, notamment, est sensible aux réflexions sur la ligne dues à l'existence de branches ouvertes et/ ou de charges capacitives.This requirement applies essentially for systems operating at very high frequency, typically in a spectral band greater than 3 MHz. This is the case, for example, of VDSL systems whose frequency spectrum is very wide since it ranges from 138 kHz to 12 MHz. Indeed, the use of a transmission channel in a high frequency range is not without consequences on the quality of the link. Transmission in the spectral band above 3 MHz, in particular, is sensitive to reflections on the line due to the existence of open branches and / or capacitive loads.
On définit par branche ouverte, toute section d'extrémité de ligne non raccordée, c'est à dire toute prise de raccordement téléphonique non occupée. On définit par charge capacitive, toute section d'extrémité de ligne raccordée à un terminal bande étroite à charge capacitive, un poste téléphonique par exemple, via une prise téléphonique.An open branch is defined as any unconnected line end section, ie any unoccupied telephone connection socket. Capacitive load defines any line end section connected to a capacitive load narrowband terminal, for example a telephone set, via a telephone jack.
Dans le cadre de la normalisation internationale, deux plans de fréquence VDSL, appelés 997 et 998, et aux spectres incompatibles ont été inclus dans le standard ETSI. Le premier offre une plus grande place au canal remontant et favorise plutôt les haut-débits symétriques (26 Mbit/s dans le sens descendant et 26 Mbits/s maximum dans le sens remontant), tandis que le second privilégie davantage les débits asymétriques avec un débit plus important sur le canal descendant (34 Mbits/s sur le canal descendant et 4 Mbits/s maximum sur le canal remontant).In the context of international standardization, two VDSL frequency plans, called 997 and 998, and incompatible spectra were included in the ETSI standard. The former offers greater room for the upstream channel and favors symmetrical broadband speeds (26 Mbit / s in the downstream direction and 26 Mbit / s maximum in the upstream direction), while the second favors asymmetric throughput with a higher frequency. higher throughput on the downstream channel (34 Mbps on the downstream channel and 4 Mbps on the upstream channel).
L'invention va maintenant être présentée au regard de l'art antérieur :
- la
figure 1 est un schéma d'une installation terminale cuivre selon l'état de la technique comprenant un filtre unique, - la
figure 2 est un schéma d'une installation terminale cuivre selon l'art antérieur comprenant des filtres distribués.
- the
figure 1 is a diagram of a copper terminal installation according to the state of the art comprising a single filter, - the
figure 2 is a diagram of a copper terminal installation according to the prior art including distributed filters.
Une installation terminale cuivre (ITC) peut présenter deux types de configuration possibles. Elle peut en effet présenter une configuration dite "privative", de type pavillonnaire, ou bien une configuration dite "collective", de type desserte d'immeuble. La présente invention s'applique indifféremment aux deux types de configuration.A terminal copper installation (ITC) can have two types of possible configurations. It can indeed present a so-called "private" configuration, of suburban type, or a so-called "collective" configuration, of the service type of building. The present invention applies equally to both types of configuration.
Une liaison VDSL classique comprend deux équipements: un multiplexeur d'accès DSL multi-ports, encore noté classiquement DSLAM, et un modem usager implantés respectivement au central et chez l'usager au sein d'une installation terminale cuivre (ITC) et reliés entre eux à travers un réseau d'accès RA. La longueur maximale de la ligne est d'environ 1 km. Dans le cas d'une architecture dite "FTTCab", le DSLAM est déporté du central vers un sous-répartiteur et le raccordement entre le central et le DSLAM est en fibre optique. Ces architectures sont connues de l'homme du métier et ne sont pas plus détaillées ici.A conventional VDSL link comprises two pieces of equipment: a multi-port DSL access multiplexer, still classically noted DSLAM, and a user modem respectively located at the central office and at the user's premises within a copper terminal installation (ITC) and connected between them through an RA access network. The maximum length of the line is about 1 km. In the case of an architecture called "FTTCab", the DSLAM is deported from the central office to a sub-distributor and the connection between the central office and the DSLAM is fiber optic. These architectures are known to those skilled in the art and are not more detailed here.
La liaison VDSL doit également être transparente à la voix téléphonique. Chez l'usager, le point d'entrée de l'installation terminale cuivre (ITC) se fait à partir de la réglette d'entrée de domicile, encore dénommée NID (de l'anglais "Network Interface Device"), et la fonction de filtrage, permettant de séparer la bande vocale des services large bande, peut être réalisée suivant les deux cas d'installation représentés sur les
Dans le premier cas (
Dans le deuxième cas (
Pour éviter ce problème, on pourrait insérer dans chaque prise de raccordement une impédance de terminaison qui permettrait de favoriser la transmission large bande tout en réduisant les phénomènes d'atténuation dus aux désadaptations de la ligne téléphonique. Une telle impédance de terminaison présenterait alors de préférence une valeur proche de la valeur moyenne de l'impédance du câble cuivre de la ligne téléphonique, dans la bande de fréquence comprise entre 3 et 12 MHz, c'est-à-dire une valeur de l'ordre de 135 Ω. Cependant, lorsqu'un modem, de type VDSL par exemple, est raccordé à une telle prise de raccordement téléphonique, dans laquelle une impédance de terminaison a été, préalablement insérée, les performances de la liaison haut-débit sont dégradées. En effet, la prise de raccordement n'est alors pas transparente à la transmission des services large bande dans la mesure où la valeur de l'impédance qui y a été préalablement insérée est proche de celle du modem (de l'ordre de 135Ω dans la bande 3-12 MHz).To avoid this problem, one could insert into each socket termination impedance that would promote broadband transmission while reducing attenuation phenomena due to mismatch of the telephone line. Such a termination impedance would then preferably have a value close to the average value of the impedance of the copper cable of the telephone line, in the band of frequency between 3 and 12 MHz, that is to say a value of the order of 135 Ω. However, when a modem, of the VDSL type for example, is connected to such a telephone connection socket, in which a termination impedance has been previously inserted, the performance of the broadband link is degraded. Indeed, the socket connection is not transparent to the transmission of broadband services since the value of the impedance that was previously inserted is close to that of the modem (of the order of 135Ω in the band 3-12 MHz).
Une solution pour éviter les problèmes de dégradation de la qualité de la liaison haut-débit dans la bande de fréquences 3-12 MHz dus aux désadaptations de la ligne, consisterait à adapter les branches ouvertes en insérant une impédance de terminaison dans les prises de raccordement téléphonique, et à retirer ladite impédance préalablement insérée dans une prise dès qu'on raccorde un modem à cette prise, afin d'éviter les dégradations des performances de la liaison haut-débit. Cependant, cette solution est très contraignante car elle est entièrement manuelle et oblige l'utilisateur à penser à retirer l'impédance préalablement insérée dans une prise lorsqu'il souhaite y brancher un modem haut-débit.A solution to avoid the problems of degradation of the quality of the high-speed link in the 3-12 MHz frequency band due to mismatching of the line would be to adapt the open branches by inserting a termination impedance into the connection sockets. telephone, and remove said impedance previously inserted into a socket as soon as a modem is connected to this socket, in order to avoid degradation of the performance of the broadband link. However, this solution is very restrictive because it is completely manual and requires the user to think about removing the impedance previously inserted into a socket when he wants to connect a broadband modem.
Le document de l'art antérieur
Aussi, le problème technique objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif adaptateur d'impédance d'au moins un canal de transmission haut-débit d'une installation terminale cuivre raccordée à un réseau d'accès délivrant des services bande étroite (analogique ou RNIS) et des services large bande (x-DSL), ladite installation comprenant au moins un modem haut-débit de type x-DSL, et au moins une prise de raccordement, qui permettrait d'adapter automatiquement l'impédance du canal de transmission haut-débit selon qu'un modem est branché ou non sur une prise de raccordement de l'installation, de manière d'une part à éviter les désadaptations de la ligne dues à la présence de branches ouvertes et/ou de charges capacitives, et d'autre part à éviter les problèmes de dégradation des performances de la liaison haut-débit, lorsqu'un modem haut-débit est raccordé sur une prise de raccordement dans laquelle une impédance de terminaison a été préalablement insérée.Also, the technical problem of the present invention consists in proposing an impedance matching device of at least one high-speed transmission channel of a copper terminal installation connected to an access network delivering narrowband services (analog or ISDN) and broadband services (x-DSL), said installation comprising at least one broadband modem of x-DSL type, and at least one connection socket, which would make it possible to automatically adapt the impedance of the channel of high-speed transmission, depending on whether or not a modem is connected to a connection socket of the installation, on the one hand to avoid mismatches of the line due to the presence of open branches and / or capacitive loads, and on the other hand to avoid the problems of degradation of the performance of the broadband link, when a modem high-speed is connected to a connection socket in which a termination impedance has been inserted beforehand.
La solution au problème technique posé est obtenue, selon la présente invention, par le fait que le dispositif adaptateur comprend :
- un module d'ajustement, implanté dans ladite prise de raccordement, constitué par un circuit RC comprenant, en série, au moins une résistance (R), des condensateurs (C1, C2) et au moins une diode varicap (D1, D2), et destiné à insérer une impédance de terminaison dans ladite prise de raccordement, lorsqu'elle n'est pas connectée audit modem haut-débit,
- un module de couplage, raccordé au modem haut-débit (M) et destiné à s'unir audit module d'ajustement lorsque ledit modem haut-débit est raccordé à ladite prise de raccordement, comprenant des résistances (R1, R2), chacune d'elles étant destinée à être connectée en parallèle sur un condensateur (C1, C2) du module d'ajustement (10) de manière à polariser en inverse au moins l'une des diodes varicap (D1, D2), de manière à transformer l'impédance insérée dans la prise de raccordement de telle sorte que cette dernière devienne transparente à la transmission haut-débit de services large bande.
- an adjustment module, implanted in said connection socket, constituted by an RC circuit comprising, in series, at least one resistor (R), capacitors (C1, C2) and at least one varicap diode (D1, D2), and for inserting a termination impedance into said socket, when not connected to said broadband modem,
- a coupling module, connected to the high-speed modem (M) and intended to unite with said adjustment module when said high-speed modem is connected to said connection socket, comprising resistors (R1, R2), each of they being intended to be connected in parallel on a capacitor (C1, C2) of the adjustment module (10) so as to reverse bias at least one of the varicap diodes (D1, D2), so as to transform the impedance inserted in the socket so that it becomes transparent to broadband broadband transmission.
Ainsi, le module d'ajustement permet d'insérer une impédance de terminaison, de valeur finie, dans la prise de raccordement. Il fait ainsi office de bouchon et protège la liaison haut-débit contre les réflexions sur la ligne, c'est-à-dire les désadaptations dues à la présence de branches ouvertes et/ou de charges capacitives, qui perturbent fortement la transmission haut-débit dans la bande de fréquences comprise entre 3 et 12 MHz. De plus, lorsque le modem haut-débit est branché sur une prise de raccordement, le module d'ajustement et le module de couplage s'unissent pour modifier automatiquement l'impédance de la prise, dans la bande de fréquence 3-12 MHz, de telle sorte que l'impédance résultante est infiniment grande. Cette impédance résultante présente alors par exemple une valeur comprise entre 1 kΩ et 10 MΩ, et devient transparente vis-à-vis de la transmission haut-débit.Thus, the adjustment module makes it possible to insert a termination impedance, of finite value, into the connection socket. It thus serves as a stopper and protects the high-speed connection against reflections on the line, that is to say the mismatches due to the presence open branches and / or capacitive loads, which strongly disturb the high-speed transmission in the frequency band between 3 and 12 MHz. In addition, when the broadband modem is connected to a connection socket, the adjustment module and the coupling module unite to automatically change the impedance of the tap, in the frequency band 3-12. MHz, so that the resulting impedance is infinitely large. This resulting impedance then for example has a value between 1 kΩ and 10 MΩ, and becomes transparent vis-à-vis the high-speed transmission.
L'invention concerne en outre une installation terminale cuivre raccordée à un réseau d'accès portant des services bande étroite et des services large bande et comprenant des prises de raccordement et au moins un modem haut-débit de type x-DSL. Cette installation est remarquable en ce qu'elle comporte des dispositifs adaptateurs d'impédance conformes à l'invention.The invention further relates to a copper terminal installation connected to an access network carrying narrowband services and broadband services and comprising connection jacks and at least one high-speed x-DSL modem. This installation is remarkable in that it comprises impedance adapter devices according to the invention.
L'invention concerne aussi un procédé d'adaptation d'impédance d'au moins un canal de transmission haut-débit d'une installation terminale cuivre (ITC) raccordée à un réseau d'accès délivrant des services bande étroite et des services large bande, ladite installation comprenant au moins un modem haut-débit (M), et au moins une prise de raccordement (P ; P1, P2, P3), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes:
- Une étape d'ajustement comportant l'insertion d'une impédance de terminaison dans ladite prise (P ; P1, P2, P3) de raccordement, pour insérer un module d'ajustement (10, 30) comprenant, en série, au moins une résistance (R), des condensateurs (C1, C2) et au moins une diode varicap (D1, D2), lorsqu'elle n'est pas connectée audit modem haut-débit (M),
- et, lorsque ledit modem haut-débit est raccordé à ladite prise de raccordement, une étape de couplage comportant la transformation de ladite impédance insérée dans la prise de raccordement, de telle sorte que cette dernière devienne transparente à la transmission haut-débit de services large bande, pour insérer un module de couplage (20, 40) comprenant des résistances (R1, R2), chacune d'elles étant destinée à être connectée en parallèle sur un condensateur (C1, C2) dudit module d'ajustement (10) de manière à polariser en inverse au moins l'une des diodes varicap (D1, D2).
Dans toute la suite de la description, il est fait référence à une liaison haut-débit de type VDSL, mais bien sûr l'invention ne se limite pas à ce type d'application. Elle s'applique en fait à toute liaison haut-débit dont le spectre fréquentiel est supérieur à 3 MHz.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées, qui représentent . - la
figure 1 , déjà décrite, un schéma d'une installation terminale cuivre selon l'état de la technique comprenant un filtre unique, - la
figure 2 , déjà décrite, un schéma d'une installation terminale cuivre selon l'état de la technique comprenant des filtres distribués, - la
figure 3 , un schéma d'un dispositif selon l'invention, - la
figure 4 , un schéma du dispositif de lafigure 3 selon une configuration dissociée, - la
figure 5 , un schéma du dispositif de lafigure 3 selon une configuration assemblée, - la
figure 6 , un schéma d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation et selon une configuration assemblée, - la
figure 7 , un schéma d'une installation privative dans laquelle des mesures de débit en ligne ont été effectuées en présence et en l'absence du dispositif de lafigure 3 .
- An adjustment step comprising inserting a termination impedance into said connection socket (P; P1, P2, P3) to insert an adjustment module (10, 30) comprising, in series, at least one resistor (R), capacitors (C1, C2) and at least one varicap diode (D1, D2), when not connected to said high-speed modem (M),
- and, when said broadband modem is connected to said socket, a coupling step includes transforming said impedance inserted in the socket, so that the socket becomes transparent to broadband broadband transmission. strip, for inserting a coupling module (20, 40) comprising resistors (R1, R2), each of them being intended to be connected in parallel on a capacitor (C1, C2) of said adjustment module (10) so as to reverse bias at least one of the varicap diodes (D1, D2).
Throughout the remainder of the description, reference is made to a high-speed link of the VDSL type, but of course the invention is not limited to this type of application. It applies in fact to any broadband link whose frequency spectrum is greater than 3 MHz.
Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description given by way of illustrative and non-limiting example, with reference to the appended figures, which represent. - the
figure 1 , already described, a diagram of a copper terminal installation according to the state of the art comprising a single filter, - the
figure 2 , already described, a diagram of a copper terminal installation according to the state of the art including distributed filters, - the
figure 3 , a diagram of a device according to the invention, - the
figure 4 , a diagram of the device of thefigure 3 according to a dissociated configuration, - the
figure 5 , a diagram of the device of thefigure 3 according to an assembled configuration, - the
figure 6 a diagram of a device according to a second embodiment and according to an assembled configuration, - the
figure 7 , a diagram of a private installation in which online flow measurements were made in the presence and in the absence of the device of thefigure 3 .
La
La ligne téléphonique LT, dont l'alimentation en tension est classiquement égale à -48 V, porte à la fois les services bande étroite et les services large bande.The LT line, whose voltage supply is typically -48 V, carries both narrow band and broadband services.
Le premier module, référencé 10, est un module d'ajustement qui est implanté dans la prise de raccordement P. Ce module permet d'insérer une impédance de terminaison de valeur finie dans la prise P.The first module, referenced 10, is an adjustment module which is located in the connection socket P. This module makes it possible to insert a termination impedance of finite value into the socket P.
Le deuxième module, référencé 20, est un module de couplage qui est de préférence raccordé au modem haut-débit, par exemple fixé à la prise de branchement du modem. Ce module est destiné à s'unir avec le module d'ajustement 10 au moment du branchement du modem sur la prise P. Cette union des deux modules permet de modifier automatiquement la valeur de l'impédance insérée dans la prise P de raccordement pour que celle-ci puisse devenir transparente à la transmission haut-débit dans la bande de fréquence comprise entre 3 et 12 MHz.The second module, referenced 20, is a coupling module which is preferably connected to the broadband modem, for example attached to the modem connection socket. This module is intended to unite with the
Le dispositif adaptateur comporte des composants passifs peu coûteux et peu encombrants. Le faible encombrement de ce dispositif permet donc de l'intégrer dans le même boîtier 1000 qu'un filtre distribué 200.The adapter device comprises passive components that are inexpensive and compact. The small size of this device therefore allows to integrate it into the
Le filtre distribué 200 permet de masquer l'impédance du terminal bande étroite TBE dont la charge capacitive est préjudiciable pour la qualité du canal de transmission large-bande. Il comporte classiquement un circuit LC.The distributed
Le dispositif adaptateur d'impédance est raccordé à la prise P de raccordement, de préférence en parallèle au filtre distribué 200 qui est logé dans le même boîtier 1000.The impedance adapter device is connected to the connection socket P, preferably in parallel with the distributed
Le fait d'introduire une impédance de terminaison dans la prise P de raccordement téléphonique permet d'éviter les variations d'impédance susceptibles de se produire sur la ligne téléphonique LT, dans la bande 3-12 MHz, du fait de la présence de branches ouvertes et/ou de charges capacitives dans l'installation privative.The fact of introducing a termination impedance into the telephone connection socket P makes it possible to avoid the impedance variations that may occur on the telephone line LT, in the band 3-12 MHz, due to the presence of branches. open and / or capacitive loads in the private facility.
Le module d'ajustement 10, tel qu'illustré sur la
Pour cela, le module se présente sous la forme d'un circuit RC. Plus précisément, ce circuit comprend au moins une résistance R, des condensateurs C1, C2 et des diodes à capacité variable D1, D2 encore dénommées diodes varicap ou varactor. Tous ces composants sont montés en série.For this, the module is in the form of an RC circuit. More precisely, this circuit comprises at least one resistor R, capacitors C1, C2 and diodes with variable capacitance D1, D2, also called varicap or varactor diodes. All these components are connected in series.
Les diodes varicap sont connues pour présenter une capacité qui varie lorsqu'elles sont polarisées en inverse. En fait, leur capacité diminue lorsque la tension inverse augmente. Ainsi, les diodes D1 et D2 présentent une capacité qui peut varier de quelques pF à quelques 100 pF selon la tension appliquée.Varicap diodes are known to have a capacitance that varies when reverse biased. In fact, their capacity decreases when the reverse voltage increases. Thus, the diodes D1 and D2 have a capacitance which can vary from a few pF to some 100 pF depending on the applied voltage.
Dans l'exemple illustré sur la
Enfin, ces diodes sont disposées tête-bêche afin de polariser en inverse une des deux diodes et ce indépendamment de la polarité de la ligne téléphonique, comme cela est décrit plus en détails ci-après en regard de la
Dans ce cas l'ensemble du dispositif présente une impédance égale à la valeur de la résistance R, et de préférence de l'ordre de 135 Ω dans la bande de fréquences 3-12 MHz, cette valeur d'impédance correspondant à la valeur moyenne du câble constitutif la ligne téléphonique dans cette bande de fréquences. Pour obtenir cette impédance, les valeurs des composants sont judicieusement calculées et choisies. A titre d'exemple les condensateurs C1 et C2 présentent chacun une capacité de 100 nF tandis que la résistance R présente une valeur de 135 Ω.In this case the entire device has an impedance equal to the value of the resistor R, and preferably of the order of 135 Ω in the frequency band 3-12 MHz, this impedance value corresponding to the average value. of the constituent cable the telephone line in this frequency band. To obtain this impedance, the values of the components are judiciously calculated and chosen. By way of example, the capacitors C1 and C2 each have a capacitance of 100 nF while the resistor R has a value of 135 Ω.
La
Le module de couplage comporte quatre points de contacts E1, S1 ; E2, S2 ; E3, S3 ; E4, S4. Deux d'entre-eux, E1, S1 et E4, S4 sont utilisés pour le raccordement au modem M. Les deux autres contacts E2, S2 et E3, S3 sont récupérés pour polariser les diodes varicap D1 et D2 du module d'ajustement, au travers de résistances R1 et R2.The coupling module comprises four contact points E1, S1; E2, S2; E3, S3; E4, S4. Two of them, E1, S1 and E4, S4 are used for connection to the modem M. The other two contacts E2, S2 and E3, S3 are recovered to bias the varicap diodes D1 and D2 of the adjustment module, through resistors R1 and R2.
En effet, le fait de placer la résistance R1 en parallèle sur le condensateur C1 du module d'ajustement et la résistance R2 en parallèle sur le condensateur C2 du module d'ajustement, permet de neutraliser les condensateurs C1 et C2 et de modifier la tension d'alimentation des diodes varicap D1, D2 et d'en polariser au moins une en inverse, à partir de la tension d'alimentation de -48 Volts de la ligne téléphonique LT.Indeed, the fact of placing the resistor R1 in parallel on the capacitor C1 of the adjustment module and the resistor R2 in parallel on the capacitor C2 of the adjustment module, makes it possible to neutralize the capacitors C1 and C2 and to modify the voltage supplying the varicap diodes D1, D2 and polarizing at least one in reverse, from the supply voltage of -48 volts of the telephone line LT.
Les diodes étant placées tête-bêche, l'une d'entre-elle présentera donc une très faible capacité de jonction par rapport à l'autre. Cette faible capacité de jonction d'une des deux diodes, D1 ou D2 selon la polarisation, permet d'obtenir une impédance infinie, typiquement de l'ordre de 1 kΩ à 10 MΩ.The diodes being placed head to tail, one of them will therefore have a very low junction capacity compared to each other. This low capacitance of junction of one of the two diodes, D1 or D2 according to the polarization, makes it possible to obtain an infinite impedance, typically of the order of 1 kΩ to 10 MΩ.
Au moins une des 2 résistances R1 ou R2 présente une valeur très élevée, typiquement comprise entre 2 et 5 MΩ, par exemple de l'ordre de 2.2 MΩ, afin que la consommation de courant soit infinitésimale et que l'impédance résultante du dispositif ne s'en trouve pas également modifiée. Les deux résistances R1 et R2 peuvent être d'égale valeur pour rendre le montage symétrique par exemple.At least one of the two resistors R1 or R2 has a very high value, typically between 2 and 5 MΩ, for example of the order of 2.2 MΩ, so that the current consumption is infinitesimal and the resulting impedance of the device it is not changed as well. The two resistors R1 and R2 may be of equal value to make symmetrical mounting for example.
Dans la réalisation proposée, les valeurs des composants ont été calculées afin de répondre aux différents problèmes de désadaptation dans la bande 3-12 MHz. Le choix des diodes varicap est important car il détermine les valeurs limites de l'impédance variable. Le meilleur rapport des capacités est obtenu avec des diodes de type BB132, que l'on trouve dans le commerce, pour une proportion de 1 à 30. En utilisant 6 diodes par exemple, on obtient une capacité qui varie de 450 pF (avec une tension de polarisation = 0) à 16.5 pF (avec une tension de polarisation de -28 V) , ce qui donne des fréquences de coupure respectives à 3 et 80 MHz environ.In the proposed embodiment, component values were calculated to address different mismatch problems in the 3-12 MHz band. The choice of varicap diodes is important because it determines the limit values of the variable impedance. The best capacity ratio is obtained with commercially available type BB132 diodes in a proportion of 1 to 30. Using 6 diodes for example, a capacitance of 450 pF (with bias voltage = 0) at 16.5 pF (with a bias voltage of -28 V), which gives respective cut-off frequencies at about 3 and 80 MHz.
Au-delà de 10 MHz, l'impédance du dispositif adaptateur est limitée par celle du (ou des) filtre(s) distribué (s) mis en parallèle au sein de l'ITC si celui (ceux)-ci n'est (ne sont) pas adapté(s) à la transmission VDSL.Above 10 MHz, the impedance of the adapter device is limited by that of the distributed filter (s) placed in parallel within the ITC if it is not ( are not suitable for VDSL transmission.
La
Dans ce mode de réalisation, le module de couplage, référencé 40, destiné à s'unir au module d'ajustement 30 lorsqu'un modem haut-débit M est branché sur la prise de raccordement, présente une construction un peu plus complexe que dans le premier mode de réalisation. Le module de couplage 40 comporte toujours quatre points de contact E1, S1 ; 1 E2, S2 ; E3, S3 ; E4, S4; deux d'entre eux E1, S1 et E4, S4 étant utilisés pour le raccordement au modem M. Les deux autres contacts E2, S2 et E3, S3 sont récupérés pour polariser en inverse la diode varicap D1 du module d'ajustement au moyen d'un pont redresseur et d'un pont de résistances R3, R4. Le pont redresseur, disposé dans le module de couplage 40, est constitué par des diodes de redressement D2, D3, D4, D5 montées deux à deux en parallèle et tête-bêche. Le pont redresseur intégré dans le module de couplage permet de modifier la tension d'alimentation de la diode varicap D1 et de la polariser en inverse à partir de la tension d'alimentation de - 48 volts de la ligne téléphonique pour obtenir une impédance infinie, typiquement comprise entre 1 kΩ et 10 MΩ.In this embodiment, the coupling module, referenced 40, intended to join the
De préférence, les résistances R3 et R4 formant le pont de résistances présentent une valeur élevée, typiquement comprise entre 2 et 5 MΩ, par exemple de l'ordre de 5 MΩ chacune, de manière à ce que la consommation de courant soit infinitésimale et que l'impédance résultante du dispositif ne s'en trouve pas modifiée.Preferably, the resistors R3 and R4 forming the resistor bridge have a high value, typically between 2 and 5 MΩ, for example of the order of 5 MΩ each, so that the power consumption is infinitesimal and that the resulting impedance of the device is not modified.
Des tests ont été effectués sur le dispositif adaptateur d'impédance et ont porté sur des mesures de débit en ligne dans les deux sens de transmission sur une liaison VDSL. Ces tests ont permis de mesurer l'impact des branches ouvertes et/ou des charges capacitives dans la bande spectrale 3-12 MHz et ce avec ou sans dispositif. Cela a permis également de vérifier la transparence de ce dernier vis-à-vis de la transmission haut-débit.Tests were carried out on the impedance adapter device and focused on in-line flow measurements in both directions of transmission over a VDSL link. These tests made it possible to measure the impact of open branches and / or capacitive loads in the 3-12 MHz spectral band, with or without a device. This also made it possible to check the transparency of the latter vis-à-vis the broadband transmission.
L'installation terminale cuivre dans laquelle ces tests ont été réalisés est représentée sur la
Comme le montre la
Les mesures de débits en ligne sont données par le gestionnaire du système propriétaire et ce, pour une marge au bruit de 6dB du système.Inline flow measurements are provided by the proprietary system manager for a system noise margin of 6dB.
Le tableau ci-dessous rassemble les résultats obtenus sur une liaison VDSL comportant des branches ouvertes adaptées ou non.
En présence de bruit E (bruits normalisés FFTExc côté central et côté installation), c'est le canal remontant qui est principalement affecté et qui, de ce fait, limite les performances de la liaison VDSL.In the presence of noise E (standardized noise FFTExc on the central side and on the installation side), it is the upstream channel which is mainly affected and which therefore limits the performance of the VDSL link.
Les désadaptations relatives à l'ITC (branches ouvertes, branches capacitives) ainsi que la topologie de cette dernière (étoile, pont ou dérivation) doivent être prises en compte dans la mesure où elles s'ajoutent au bruit de diaphonie présent sur la ligne.ITC mismatches (open branches, capacitive branches) and the topology of the ITC (star, bridge or bypass) must be taken into account as they add to the crosstalk noise present on the line.
La présence d'impédances de terminaisons sur des branches ouvertes appartenant à l'installation Terminale Cuivre (ITC) est souhaitable. Les performances d'une liaison VDSL de longueur 600 m avec 2 branches ouvertes et/ou capacitives de 6 m de long en bout de ligne se dégradent. En comparaison, lorsqu'on insère le dispositif adaptateur au bout de chaque branche, on améliore les débits en ligne dans les deux sens de transmission. Ceci est particulièrement vrai pour le sens remontant.The presence of termination impedances on open branches belonging to the Copper Terminal Facility (ITC) is desirable. The performance of a VDSL link of 600 m length with 2 open and / or capacitive branches 6 m long at the end of the line is degraded. In comparison, when inserting the adapter device at the end of each branch, the in-line flow rates in both directions of transmission are improved. This is especially true for the upward sense.
Le dispositif adaptateur d'impédances est également transparent à la transmission haut-débit.The impedance adapter device is also transparent to the broadband transmission.
En adaptant les branches ouvertes à 135 Ω dans la bande spectrale (3 - 12 MHz), les débits en ligne sur une liaison VDSL sont améliorés d'une façon significative.By adapting the open branches to 135 Ω in the spectral band (3 - 12 MHz), the online rates on a VDSL link are significantly improved.
Enfin, le dispositif adaptateur d'impédances est réalisé à partir de composants bas-coût et peut facilement être intégré dans le même boîtier qu'un filtre distribué.Finally, the impedance adapter device is made from low-cost components and can easily be integrated into the same housing as a distributed filter.
Claims (9)
- Impedance adapter device for matching the impedance of at least one high-speed transmission channel of a copper terminal installation (CTI) hooked up to an access network delivering narrowband services, analogue or ISDN, and broadband services, x-DSL, said installation comprising at least one high-speed modem (M) of x-DSL type, and at least one jack (P; P1, P2, P3), characterized in that it comprises:- an adjustment module (10, 30), implanted in said jack (P; P1, P2, P3), consisting of an RC circuit comprising, in series, at least one resistor (R), capacitors (C1, C2) and at least one varicap diode (D1, D2), and intended to insert a terminating impedance into said jack (P; P1, P2, P3), when it is not connected to said high-speed modem (M),- a coupling module (20, 40), hooked up to the high-speed modem (M) and intended to be united with said adjustment module (10) when said high-speed modem (M) is hooked up to said jack (P; P1, P2, P3), comprising resistors (R1 ,R2), each of them being intended to be connected in parallel with a capacitor (C1, C2) of the adjustment module (10) so as to reverse bias at least one of the varicap diodes (D1, D2), so as to transform the impedance inserted into the jack in such a way that the latter becomes transparent to the high-speed transmission of broadband services.
- Device according to Claim 1, characterized in that the adjustment module (10, 30) is disposed in parallel with a distributed filter (200).
- Device according to Claim 1, characterized in that the adjustment module (10) comprises an even number of varicap diodes (D1, D2), disposed head-to-tail.
- Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the adjustment module (30) comprises a varicap diode (D1) and in that the coupling module (40) comprises a rectifier bridge, consisting of rectifying diodes (D2, D3, D4, D5), and a resistor bridge (R3, R4).
- Device according to one of Claims 1 or 4, characterized in that one at least of the resistors (R1, R2; R3, R4) exhibits a value of between 2 and 5 MΩ.
- Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the high-speed modem (M) is a modem of the VDSL type.
- Copper terminal installation (CTI), hooked up to an access network carrying narrowband services and broadband services, comprising jacks (P; P1, P2, P3) and at least one high-speed modem (M) of x-DSL type, characterized in that it comprises impedance adapter devices in accordance with one of Claims 1 to 6.
- Installation according to Claim 7, characterized in that the adapter devices each exhibit two modules (10, 20; 30, 40) intended to be united when a high-speed modem (M) is connected to a jack (P; P1, P2, P3), the first module (10; 30) being implanted in said jack (P; P1, P2, P3) on the network access, and the other module (20; 40) being disposed in the jack socket of the high-speed modem (M).
- Method of matching the impedance of at least one high-speed transmission channel of a copper terminal installation (CTI) hooked up to an access network delivering narrowband services and broadband services, said installation comprising at least one high-speed modem (M), and at least one jack (P; P1; P2, P3), characterized in that the method comprises the following steps:- an adjustment step comprising the insertion of a terminating impedance into said jack (P; P1, P2, P3), so as to insert an adjustment module (10, 30) comprising, in series, at least one resistor (R), capacitors (C1, C2) and at least one varicap diode (D1, D2), when it is not connected to said high-speed modem (M);- and, when said high-speed modem is hooked up to said jack, a coupling step comprising the transformation of said impedance inserted into the jack in such a way that the latter becomes transparent to the high-speed transmission of broadband services, so as to insert a coupling module (20, 40) comprising resistors (R1, R2), each of them being intended to be connected in parallel with a capacitor (C1, C2) of said adjustment module (10) so as to reverse bias at least one of the varicap diodes (D1, D2).
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